SU1104641A1

SU1104641A1 - Two-phase balanced-modulated signal former

Info

Publication number: SU1104641A1
Application number: SU823484536A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Катков
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4514
Priority date: 1982-08-18
Filing date: 1982-08-18
Publication date: 1984-07-23

Abstract

ФОРМИРОВАТЕЛЬ ДВУХФАЗНЫХ БАЛАНСНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные задающий генератор и синтезатор частот, первый выход которого соединен с входом первого усилител мощности и с входом первого управл емого фазовращател , а второй выход соединен с входом второго усилител мощности и с входом второго управл емого фазовращател , а выходы первого и второго управл емых фазовращателей соединены соот- . ветственно с входами третьего и четвертого усилителей мощности, а также сумматор, вычитатель и первый фильтр нижних частот, выход которого вл етс первым выходом формировател двухфазных балансно-модулированных сигналов, отличающийс тем, что, с целью уменьшени нелинейных искажений выходных сигналовj между выходом первого фильтра нижних частот и управл ющим входом первого управл емого фазовращател введены последовательно соединенные первый фазовый детектор и суммирующий усилитель, между выходом вычитател и управл ющим входом второго управл емого фазовращател введены последовательно соединенные второй фильтр нижних частот, второй фазовый детектор и вычитающий усилитель, при этом выходы первого и второго и третьего и четвертого усилителей мощности соединены соответственно с входами сумматора и вычитател ,-а также соответственно с входами введенных первого и второго регул торов напр жени , при этом выходы первого и второго регул торов напр жени (Л соединены соответственно с управл ющими входами вт,орого и четвертого усилителей мощности, выход сумматора сЪединен с входом первого фильтра нижних частот, выход первого и выход второго фильтров нижних частот соединены соответственно с вторыми входами второго фазового детектора и первого фазового детектора, вы4 од первого фазового детектора и выО ) ход второго фазового детектора соеди 4 нены соответственно с вторыми входами вычитающего и суммирующего усилителей , а выход второго фильтра нижних частот вл етс вторым выходом формировател двухфазных балансно-модулированных сигналов.FORMER OF TWO-PHASE BALANCE-MODULATED SIGNALS, containing serially connected master oscillator and frequency synthesizer, the first output of which is connected to the input of the first power amplifier and to the input of the first controlled phase rotator, and the second output is connected to the input of the second power amplifier and to the input of the second controlled phase rotator and the outputs of the first and second controlled phase shifters are connected respectively. Respectively with inputs of the third and fourth power amplifiers, as well as an adder, a subtractor and a first low-pass filter, the output of which is the first output of a two-phase balanced-modulated signal generator, characterized in that, in order to reduce the nonlinear distortion of the output signals j between the output of the first lower filter frequency and the control input of the first controlled phase shifter are connected in series the first phase detector and the summing amplifier, between the output of the subtractor and the control in A second controlled low pass filter, a second phase detector and a subtractive amplifier are introduced by a second controlled phase shifter, while the outputs of the first and second and third and fourth power amplifiers are connected respectively to the inputs of the adder and subtractor, and also respectively to the inputs of the entered first and second voltage regulators, while the outputs of the first and second voltage regulators (L are connected respectively to the control inputs of the watts, the first and the fourth power amplifiers, you the stroke of the adder is connected to the input of the first low-pass filter, the output of the first and the output of the second low-pass filter are connected respectively to the second inputs of the second phase detector and the first phase detector, the first phase detector and the highlight of the second phase detector are connected respectively to the second inputs the subtractor and the summing amplifier; and the output of the second low-pass filter is the second output of the driver of the two-phase balanced-modulated signals.

Description

Изобретение относитс к радиотех нике и может использоватьс дл формировани балансно-модулированньгх си налов в автоматике, измерительной те нике, в системах электропривода, электропитани и т.д. Известен формирователь двухфазных балансно-модулированиых сигналов, со держащий делитель частоты на счетных триггерах, в каждой фазе тактируемый JK-триггер, элементы ИЛИ-НЕ выходные трансформаторы с резонансными фильтрами во вторичных обмотках 1 J. Однако данный формирователь двухфазных балансно-модулированных сигналов формирует на выходах синусоидальные сигналы с неизменн лм фазовым сдвигом, равным 90 Наиболее близким к изобретению вл етс формирователь двухфазных балансно-модулированных сигналов, содержащий последователь 1о соединенные задающий генератор и синтезатор частот, первый выход которого соединен с входом первого усилител мощности и с входом первог©управл емого фазовращател , а второй выход соединен с входом второго усилител мощности и с входом второго у равл емого фазовращател , а выходы первого и второго управл емых фазовращателей соединены соответственно со входами третьего и четвертого усилителей мощности, а также суммато вычитатель и первый фильтр нижних частот, выход которого вл етс первым выходом формировател двухфазных балансно-модулированньгх сигналов а также управл емые ключи и демодул торы 2} . Однако в выходном сигнале извест ного формировател двухфазных балансно-модулированных сигналов имеют с относительно большие нелинейные искажени . Цель изобретени - уменьшение нел нейных искажений выходных сигналов. Дл достижени цели в формирователь двухфазных балансно-модулированных сигналов, содержащий последов тельно соединенные задающий генератор и синтезатор частот, первый выхо которого соединен с входом первого усилител мощности и с входом первог управл емого фазовращател , а второй вуход соединен с входом второго усил тел мощности и с входом BTOjporo yriравл емого фазовращател , авыходы первого и второго управл емых фазовращателей соединены соответственно с входами третьего и четвертого усилителей мощности, а также сумматор , вычитатель и первый фильтр нижних частот, выход которого вл етс первым выходом формировател двухфазных балансно-модулированных С1-1гналов, ,цу выходом первого фильтра нижних частот и управл ющим входом первого управл емого фазовращател введены последовательно соединенные первый фазовый детектор и суммирующий усилитель, между выходом вычитател и управл ющим входом второго управл емого фазовращател введены последовательно соединенные второй фильтр нижних частот, второй фазовый детектор и вычитающий усилитель, при этом выходы первого и второго и третьего и четвертого усилителей мощности соединены соответственно с входами сумматора и вычитател , а также соо.тветственно с входами введенных первого и второго регул торов напр жени ,.при этом выходы первого и второго регул торов напр жени соединены соответственно с управл ющими входами второго и четвертого усилителей мощности, выход сумматора соединен с входом первого фильтра нижних частот, выход первого и выход второго фильтров нижних частот соединены соответственно с вторыми входами второго фазовото детектора и первого фазового детектора , выход первого фазового детектора и выход второго фазового детектора соединены соответственно с вторыми входами вычитающего и суммирующего усилителей, а выход второго фильтра нижних частот вл етс вторым выходом формировател двухфазных балансно-модулированных сигналов. На фиг.1 представлена структурна электрическа схема предложенного фор мировател двухфазных балансно-модулированньк сигналов, на фиг.2 - временные диаграммы его работы. Формирователь двухфазных балансномодулированных сигналов содержит задающий генератор 1, синтезатор 2 частот, первьй и второй усилители 3 и 4 мощности, первый регул тор 5 напр жени , сумматор 6, первьй фильтр нижних частот (ФНЧ) 7, первый и второй управл емые фазовращатели 8 и 9, третий и четвертьш усилител 10 и 11 мощности, второй регул тор 12 напр жени , вычитатель 13, второй фильтр нижних частот () 14, первый и второй фазойые детекторы 15 и 16, вычитающий усилитель 17, cyммиpyющIiй усилитель 18. Формирователь двухфазных балансномодулированных сигналов работает следутощим образом. На выходах формировател двухфазных балансно-модулированных сигналов обеспечиваютс напр жени , описываемые выражени ми U(tlA cosZj7(,4fJifco52Ji(f,-f, (11 U2(t)-f s5 27i{f 2)t-sin2 i( . (2) Задающий генератор 1 вьфабатывает пр моугольное напр жение с частотой FQ . Это напр жение поступает на вход синтезатора 2 частот, на выходах которого образуютс пр моугольные напр жени с частотами и f.- f Эти напр жени поступают на входы первого и второго управл емых фазовращателей 8 и 9, на выходах которых под воздействием выходных напр жений суммирующего и вычитающего усилителей 18 и 17 получаютс последовательности пр моугольных импульсов с этими же частотами i- и f - f сдвинутые относительно исходных на угол Jr/2. С помощью первого регул тора 5 напр жени поддерживаетс равенство друг друга выходных напр жений первого и второго усилителей 3 и 4 мощности, с помощью второго регул тора 12 напр жени обеспечиваетс равенство друг другу выходных напр жений третьего и четвертого усилителей 10 и 11 мощности. Усиленные последовательности импульсов первым , вторым, третьим и четвертым усилител ми 3,4,10 и 11 .мощности представлены на фиг.2а,б,д и е соответственно . Выходные напр жени первого и второго усилителей 3 и 4 мощности , с помощью сумматора 6 складываютс , а третьего и четвертого усилителей .10 и 11 мощности с помощью вычитател 13 вычитаютс . В результате сложени и вычитани на входах ФНЧ 7 и 14 образуютс напр жени , изображенные на фиг.2в, и 2ж соответственно . С помощью ФНЧ 7 и 14 подавл ютс высокочастотные гармонические составл ющие выходных напр жений , в результате чего на выходе ФНЧ 7 и 14 формируютс балансно-модулированные напр жени (фиг.2г,2з) фильтры нижних частот 7 и 14 внос т фазовые сдвиги как заполн ющих, так и огибающих напр жений. Так как ФНЧ 7 и 14 в общем случае не обладают идентичными фазовыми характеристиками, то следовательно,на выходах их заполн ющие колебани несинфазны, а огибающие неортогональны. Дл исключеуи этого необходимо корректировать фазовые сдвиги, создаваемые первым и вторым управл емыми фазовращател ми 8 и 9 соответственно. Дл этой цели служат первьш и второй фазовые детекторы 15 и 16. Дл поддержани синфазности заполн ющих (несущт-гх) и ортогональности огибающих на первый управл емый фазовращатель 8 воздействует управл ющие напр жение, пропорциональное сумме выходных . первого и второго фазовых детекторов 15 и 16, а на второй управл емый фазовращатель 9 - управл ющее напр жение , равное разности выходных напр жений первого и второго фазовых детекторов 15 и 16. Таким образом, предложенный формирователь двухфазных балансно-модулированных сигналов формирует на своих выходах сигналы со значительно уменьшенными нелинейными искажени ми.The invention relates to radio engineering and can be used to form balanced modulated signals in automation, measurement technology, in electric drive systems, power supply, etc. A two-phase balanced-modulated signal shaper is known that contains a frequency divider on counting triggers, a JK-trigger is clocked in each phase, OR-NOT elements output transformers with resonant filters in the secondary windings 1 J. However, this two-phase balanced-modulated signal shaper generates output sinusoidal signals with an unchanged lm phase shift of 90. The closest to the invention is a two-phase balanced-modulated wave shaper containing a follower of 1o a single master oscillator and frequency synthesizer, the first output of which is connected to the input of the first power amplifier and to the input of the first controlled phase shifter, and the second output connected to the input of the second power amplifier and to the input of the second equalizer, and the first and second controlled phase shifters are connected respectively to the inputs of the third and fourth power amplifiers, as well as the total subtractor and the first low-pass filter, the output of which is the first output of the two-phase balancer modulated signals as well as controllable keys and demodulators 2}. However, in the output signal of a known former, two-phase balanced-modulated signals have relatively large non-linear distortions. The purpose of the invention is to reduce non-linear distortion of the output signals. To achieve the goal, a two-phase balanced-modulated signal shaper contains series-connected master oscillator and a frequency synthesizer, the first output of which is connected to the input of the first power amplifier and to the input of the first controlled phase shifter, and the second input is connected to the input of the second power body amplifier and input BTOjporo yrivravlogo phase shifter, the outputs of the first and second controlled phase shifters are connected respectively to the inputs of the third and fourth power amplifiers, as well as an adder, b and the first low-pass filter, the output of which is the first output of a two-phase balanced-modulated C1-1 signal generator, and the output of the first low-pass filter and the control input of the first controlled phase shifter are connected in series to the first phase detector and summing amplifier, between the output of the subtractor and the control input of the second controllable phase shifter are connected in series the second low-pass filter, the second phase detector and the detracting amplifier, while the outputs of the first The second and third and fourth power amplifiers are connected respectively to the inputs of the adder and subtractor, as well as respectively to the inputs of the entered first and second voltage regulators, and the outputs of the first and second voltage regulators are connected respectively to the control inputs of the second and the fourth power amplifiers, the output of the adder is connected to the input of the first low-pass filter, the output of the first and the output of the second low-pass filters are connected respectively to the second inputs of the second phase-current detector and the first phase detector, the output of the first phase detector and the output of the second phase detector are respectively connected to the second inputs of the subtractor and summing amplifiers, and the output of the second low-pass filter is the second output of the biphasic balanced-modulated signals. Figure 1 shows the structural electrical circuit of the proposed two-phase forwarder of two-phase balanced modulated signals, figure 2 shows the time diagrams of its operation. The two-phase balanced modulated signals shaper contains a master oscillator 1, a 2-frequency synthesizer, first and second power amplifiers 3 and 4, a first voltage regulator 5, an adder 6, a first low-pass filter (LPF) 7, first and second controlled phase shifters 8 and 9 , third and quarter power amplifier 10 and 11, second voltage regulator 12, subtractor 13, second low-pass filter () 14, first and second phase detectors 15 and 16, subtractive amplifier 17, optimized two-phase modulator 18. Shaper of two-phase balanced modulated signals works as follows. The outputs of the two-phase balanced-modulated signal generator provide the voltages described by the expressions U (tlA cosZj7 (, 4fJifco52Ji (f, -f, (11 U2 (t) -f s5 27i {f 2) t-sin2 i (. (2 The master oscillator 1 absorbs the rectangular voltage with the frequency FQ. This voltage is fed to the input of the synthesizer 2 frequencies, the outputs of which form rectangular voltages with the frequencies and f.- f These voltages are fed to the inputs of the first and second controlled phase shifters 8 and 9, at the outputs of which, under the influence of the output voltages of summing and subtracting, will increase Firs 18 and 17 are obtained sequences of rectangular pulses with the same frequencies i- and f - f shifted relative to the initial ones by an angle Jr / 2. Using the first voltage regulator 5, the output voltages of the first and second amplifiers 3 and 4 are equal to each other. power, by means of the second voltage regulator 12, the output voltages of the third and fourth amplifiers 10 and 11 are equal to each other. The amplified pulse sequences of the first, second, third, and fourth amplifiers 3, 4, 10, and 11 are shown in Figs. 2a, b, d, and e, respectively. The output voltages of the first and second power amplifiers 3 and 4 are summed by the adder 6, and the third and fourth power amps 10 and 11 are subtracted by the subtractor 13. As a result of the addition and subtraction of the inputs of the low-pass filter 7 and 14, the voltages shown in Fig. 2c and 2g are formed, respectively. Using the low-pass filter 7 and 14, the high-frequency harmonic components of the output voltages are suppressed, with the result that at the output of the low-pass filter 7 and 14, balanced-modulated voltages are formed (Fig. 2d, 2h) and low-pass filters 7 and 14 introduce phase shifts as envelopes as well as envelopes. Since LPF 7 and 14 generally do not have identical phase characteristics, therefore, at the outputs, their filling oscillations are nonsynchronous, and envelopes are nonorthogonal. To exclude this, it is necessary to correct the phase shifts created by the first and second controlled phase shifters 8 and 9, respectively. For this purpose, the first and second phase detectors 15 and 16 are used. To maintain the synphase of the fillings (carriers) and orthogonality of the envelopes, the first controlled phase shifter 8 is influenced by a control voltage proportional to the sum of the output. the first and second phase detectors 15 and 16, and the second controlled phase shifter 9 - the control voltage equal to the difference between the output voltages of the first and second phase detectors 15 and 16. Thus, the proposed two-phase balanced-modulated shaper generates at its outputs signals with significantly reduced nonlinear distortion.

WzflfUWWzflfUW

п. п. л п . п п. п. п /pp pp pp pp /

П1Г т UU U и U P1G t UU U and U

шитплшлл/schitpshll /

FtFbFbflFtbfbfl

n п п п п. п п п п .n p p p p p p p p

и U U и и U U U and u u and u u u

- / - /

Фиг.11

1one

VVVV

FbFtFWFbftfw

фиг2Fig2

Claims

TWO-PHASE BALANCE-MODULATED SIGNALS SHAPER, comprising a serially connected master oscillator and a frequency synthesizer, the first output of which is connected to the input of the first power amplifier and the input of the first controlled phase shifter, and the second output is connected to the input of the second power amplifier and the input of the second controlled phase shifter, and the outputs the first and second controlled phase shifters are connected respectively to the inputs of the third and fourth power amplifiers, as well as an adder, a subtractor and a first filter low frequencies, the output of which is the first output of the shaper of two-phase balanced-modulated signals, characterized in that, in order to reduce non-linear distortion of the output signals; between the output of the first low-pass filter and the control input of the first controlled phase shifter, the first phase detector and the summing amplifier are connected in series, between the output of the subtracter and the control input of the second controlled phase shifter, the second low-pass filter, the second phase detector and the subtracting amplifier are connected in series, while the outputs of the first and second and third and fourth power amplifiers are connected respectively to the inputs of the adder and subtractor, · as well as indirectly with the inputs of the introduced first and second voltage regulators, while the outputs of the first g and second voltage regulators are connected respectively to the control inputs of the second and fourth power amplifiers, the output of the adder is connected to the input of the first low-pass filter, the output of the first and output of the second low-pass filter are connected, respectively with the second inputs of the second phase detector and the first phase detector, the output of the first phase detector and the output of the second phase detector are connected to the second E inputs of the subtractor and adder amplifiers, and the output of the second lowpass filter is a second output of the two-phase balance-modulated signals.

SU .. „1104641